四柱油压机液压缸密封支承材料分析

液压油缸是工程机械的主要执行部件，许多动作由油缸完成。支承衬套材料对油缸质量影响很大，比如，支承衬套镶在导向套（材料为球墨铸铁）内径凹槽处，对活塞杆起导向及支承作用，其内径与活塞杆外径的最佳设计间隙为0.08-0.16mm。小于0.08mm时，活塞杆运动阻力大，油缸发颤，支承衬套磨损加快，严重时伴有异响，失去支承作用；间隙超过0.16mm时，则易与活塞杆发生偏磨，衬套单边受力，导致油缸泄漏，活塞杆带油。而如果支承衬套外径与油缸缸筒内径接触，最佳设计间隙为0.1-0.19mm。小于0.1mm时，活塞杆运动阻力增大，不能保持匀速运动，油温高时更为明显。衬套起不到支承作用，活塞杆上的挡板或活塞外缘易划伤缸筒内壁，严重时导致缸筒报废。
 

正因为支承衬套对液压缸的影响很大，所以在四柱油压机液压缸的设计时，我们要好好的去选用密封支承的材料。目前一般常用作支承衬套的非金属材料有尼龙1010和聚甲醛。
 

1、尼龙1010

尼龙1010的强度、刚性、耐热性都较好，成型工艺性亦较好；吸水性和收缩率较大，尺寸稳定性差，受温度影响较大，工作温度范围为-30-80℃。 适用于工程机械、机床设备等受温度影响较小的场合。
 

2、聚甲醛

聚甲醛是高熔点、高密度、结晶性线形聚合物，具有良好的综合性能，抗拉强度、冲击韧性、刚度、疲劳强度、抗蠕变性能和尺寸稳定性都很好，吸水性小，有很好的耐化学药品能力和耐溶剂性，特别是有机溶剂和油脂。即使在高温下，聚甲醛在一般有机溶剂中的重量变化量仅为0.3%-3%，尺寸变化仅为0.1%-1%。工作温度一般为-40－140℃。缺点是加热易分解，成型比尼龙困难。 聚甲醛还具有优异的机械性能，加之可采用热塑性塑料通用的成型方法成型，使之在汽车工业、机械工业、电子工业、建筑材料等行业得到广泛应用。聚甲醛还可代替铜、锌、铝等有色金属制作结构零件。特别适于制作四柱油压机设备的耐摩擦及承受高负荷零件。
 

根据对上述两种材料的特性分析可知，四柱油压机油缸的工作温度是确定选用何种材料作支承衬套的主要依据。一般工作温度下使用尼龙1010即可；经常在高温下工作的油缸则应选用聚甲醛作支承衬套。我厂曾经制造过一批以尼龙1010作支承衬套的油缸，加工尺寸全部符合设计要求，装配时的间隙调整也在设计范围之内。油缸装配完毕后严格按要求做了压力试验。但由于是在夏季生产，环境温度较高，部分油缸出现活塞杆发颤、伴有异响等情况。
 

拆检发现，尼龙支承衬套尺寸严重超差，直径方向超过设计标准0.10mm。为了验证这一结论的正确性，我们作了一个试验。取几只尺寸符合要求的尼龙1010支承衬套，放入一烧杯中，加足量水煮沸8-10h，取出测量，膨胀量均超过5%。后改用聚甲醛作支承衬套，油缸爬行、发颤及异响等现象均消除。 可见，装配间隙对油压机油缸质量至关重要。